从务实角度谈城市轨道交通工程建设安全风险管理

结合当前国内城市轨道交通建设及安全风险管理形势,讨论建设期间安全风险管理的思路和方法,从务实和方便操作的角度,提出轨道交通建设期间安全风险管理的建议.     

地铁车站预制装配式结构注浆式榫槽接头试验方案研究

针对长春地铁2号线首次开展的地铁车站预制装配新技术研究与应用工作,对装配式结构采用的新型注浆式榫槽接头1︰1原型试验方案研究进行系统介绍,包括试验系统研发、试验方案设计、加载策略研究及实际应用效果分析等,提出立坑式反力加载系统、涵盖各种接头形式和注浆材料的试验工况及逐级循环加载法,形成一套可靠、便捷且经济的由加载、监测、拼装及注浆、吊装及运输等系统组成的接头力学性能试验系统,并通过有限元分析手段展示试验系统的实际应用效果,表明试验结果与数值计算结果吻合度较好,验证试验系统的有效性和可信性。     

预制装配式地铁车站单环结构传力与变形机理

为了研究新型装配式车站结构的力学与变形性能,以长春某国内首例预制装配式地铁车站为背景,基于有限元软件ABAQUS对装配式地铁车站单环结构拼装成环后传力与变形机理进行研究. 首先,建立了不同结构形式与钢丝杠支撑组合的4种工况数值模型;其次,对结构在自重作用下的力学、变形和接头接触性能进行了对比分析;最后,揭示了该类型预制装配式地铁车站单环结构的传力与变形机理. 研究结果表明:钢丝杠的支撑作用不容忽视,在拱脚外侧增设水平钢丝杠后,结构最大Mises应力降低约40%,最大主应力降低约80%,最大水平位移降低约90%,拱顶挠度降低约80%,结构内部降剪、降弯效果明显;接头接触状态发生明显变化,除拱顶D-E接头外其余接头接触面挤压面积比例显著增大,拼装结构基本达到了传力稳定可靠、变形安全可控的设计要求,整体自稳能力显著提升. 钢丝杠与拼装结构协同工作优化了单环结构的传力路径,有效限制了结构的水平与竖直变形,该类型装配式结构的力学与变形性能优于未设置钢丝杠的现浇结构的对应指标.      

大直径盾构隧道分块型K管片接触面力学性能的试验研究

利用单圆大直径盾构隧道扩建地铁车站时,采用了预先分为3块的分块型K管片.为了研究分块型K管片接触面的力学性能,按照接触面保留原型、边界由弧形简化为矩形的原则制作试件,在实验室进行加载试验.试验结果表明:当组合荷载达到一定值时,分块间接触面达到滑移临界点,此时接触面间的摩擦由静摩擦变为滑动摩擦,接触面间产生相对位移,混凝土和螺栓的应变陡增,螺栓被卡住.结合试验建立试件的三维几何非线性接触数值模型,对接触面达到滑移临界点时的组合荷载进行模拟分析,得到分块型K管片不同材料接触面的临界轴力弯矩组合包络线,用以判断不同轴力弯矩组合对分块型K管片结构稳定性的影响,为扩挖车站结构的设计与施工提供理论指导和参考.     

注浆式榫槽接头关键构造参数影响研究

装配式地铁车站结构注浆式榫槽接头的不同几何构造影响接头的力学性能,进而制约整个结构的力学行为。针对注浆式榫槽接头关键构造参数——榫长、榫宽、接头高度、接头宽度、槽顶壁宽、槽底壁宽、榫头内缩长度,基于榫头占比率、槽壁榫宽比、榫头倾角、榫长榫宽比和内缩率5个指标进行接头构造设计要求研究。结合各个指标对接头承载性能、制作和施工便捷性的影响,提出一套接头构造设计步骤及要求,明确关键几何构造参数具体取值范围：榫宽w与截面高度H的比值宜大于0.28,各榫头之间的净距宜为0.5～1.5倍单个榫宽w,槽壁厚度t与榫宽w比值不宜小于0.4,榫头倾角α宜为75°～85°,长接头和短接头榫长l与榫宽w的比值宜分别为0.5～0.8和0.2～0.5,内缩率宜为20%～50%;研究成果可为同类装配式结构构件连接设计提供参考。     

基坑分块开挖参数对邻近地铁盾构隧道的变形影响分析

合肥市某交通枢纽广场工程存在大面积基坑开挖,施工区域底部和侧部存在地铁4条盾构隧道下穿和侧穿,其中一条盾构隧道距离东区基坑底部4.5m,距离西区基坑侧部11.3m,且已运营,为了基坑开挖过程中对隧道结构变形进行控制,拟基坑内开挖保护区采用"双排桩+斜撑"方式支护、"分段+跳挖+底板封闭"方式开挖,该文采用数值模拟技术,通过不同开挖方案的对比分析,得到开挖参数对隧道变形的影响规律,从而确定开挖参数的合理范围。     

拼装虚托对装配式顶拱结构的力学影响

在装配式双构件顶拱结构的实际拼装过程中,因托拱千斤顶行程不同步,易导致千斤顶虚托现象发生。基于三维数值计算,分析不同虚托条件下装配式双构件顶拱结构的力学性能,并依据最大主应力失效准则,完成不同虚托状态下装配式顶拱结构的力学性能评价。研究分析发现：上部承托平台虚托时,结构内部最大主应力向压应力趋势发展;下部承托平台虚托时,结构内部的最大主应力向拉应力趋势发展;仅上部承托平台虚托时,装配式双构件顶拱结构主体均满足最大主应力抗拉设计限值;出现任一下部承托平台虚托时,装配式双构件顶拱结构局部区域不满足最大主应力抗拉设计限值。     

浅埋暗挖洞桩(柱)逆作法设计关键技术分析

通过对浅埋暗挖洞桩(柱)逆作法的深入剖析,针对其特点,论述洞桩(柱)法结构关键受力构件的设计技术要点,包括边桩、钢管混凝土中间立柱、中间桩基础、条形基础等构件的承载力、变形及稳定性分析,给出提高土体开挖稳定性和地基承载力的措施,以及采用该工法建造地铁车站时合理埋深的确定原则等.     

预制装配式地下车站结构施工阶段力学行为分析

为确保预制装配式地下车站结构在施工过程中的安全与稳定,了解预制装配式地下车站结构施工阶段的力学规律,以长春地铁2号线捷达大路站装配式车站为工程背景,通过数值模拟和现场实测相结合的方式,对预制装配式地下车站结构的施工全过程展开分析。研究结果表明： 1）顶部回填和水位恢复2个阶段对结构内力和变形影响较大; 2）丝杠设置、混凝土分层回填等特殊施工节点对拼装成环和侧壁回填阶段结构的内力和变形有较大影响; 3）通过将数值计算结果与现场实测结果进行对比分析,验证了模型分析的可靠性。     

肥槽回填对装配式地下车站结构的力学影响

肥槽回填是明挖装配式地下车站的主要施工阶段,对装配式地下结构的内力和变形有重要影响。针对肥槽回填阶段装配式地下车站结构的力学特性,建立增量法结构计算模型,对不同肥槽的回填材料、回填方案以及中板结构施作的先后次序等工况下的装配式地下车站的结构进行分析,研究不同工况对装配式地下车站结构内力和稳定性的影响。研究结果表明：①采用常规土体材料进行肥槽回填,其回填荷载会导致该阶段装配式结构部分的接头内力超过接头承载能力,回填荷载作用下结构有失稳趋势(拱脚支撑受拉);②采用结硬性材料进行肥槽回填,不同分层方式的回填方案对装配式结构的接头内力和稳定性影响差异较大,其中结硬性回填材料一次性回填对结构的影响比常规土体回填更大,分多层回填时能有效降低回填荷载的影响,采用4次分层回填方案,结构受力与变形均有大幅改善,能确保结构稳定性,使接头承载性能满足要求;③在肥槽回填之前施工中板结构,能大幅改善肥槽回填荷载对结构接头承载能力和稳定性的影响,各种回填方案均能满足结构受力和稳定性的要求,因此中板施工前置工况可降低对肥槽回填材料和方案的要求,不排除今后采用较低强度结硬性材料回填的可能性。